اختصاصی بسپار/ نقش قالب‌گیری ریزمقیاس های پلیمری در وسایل پوشیدنی پزشکی
بسپار/ایران پلیمر در زمینه‌ی پزشکی، قالب‌گیری ریزمقیاس (micromoulding) به طور روزافزونی به پایه‌ای برای نوآوری بهویژه در ایجاد وسایل زیست‌پزشکی پیشرفته، تبدیل شده است. این مقاله تاثیر تحول‌آفرین قالب‌گیری ریزمقیاس را در صنعت زیست پزشکی بررسی می‌کند و نشان می‌دهد که چگونه دقت، مقیاس‌پذیری و سفارشی‌سازی ارائه شده توسط قالب‌گیری ریزمقیاس، راه را برای پیشرفت‌های آینده در مراقبت از بیمار هموار می‌کند. مدیر فناوری در شرکت Accumold، تاثیر تلاش‌های موفق این شرکت در زمینه‌ی قالب‌گیری ریزمقیاس کارآمد ني آب‌های نازک‌جدار را بررسی می‌کند و اینکه این موضوع چه معنایی برای صنعت دارد.
1- مقدمه
قالب‌گیری ریزمقیاس یک فناوری ساخت تخصصی است که شامل تولید اجزای ریز است که از تنوع وسیعی از بسپارهای مختلف ساخته شده‌اند و دقت بالا ویژگی مهم آن‌هاست. اهمیت قالب‌گیری ریزمقیاس با نقش حیاتی آن در توسعه‌ی وسایل پزشکی کوچک با اشکال پیچیده و ساخته شده از مواد پیشرفته و با کارایی بالا که به طور روزافزونی برای کاربردهای نوآورانه‌ی مراقبت های بهداشتی مورد نیاز است، برجسته می‌شود. این کاربردها شامل، اما نه محدود به، کاشتینه‌های کوچک، ابزارهای جراحی پیچیده و تجهیزات تشخیصی پیشرفته است. این قابلیت برای ساخت قطعات پیچیده در مقیاس کوچک ضروری است زیرا از پیشرفت فناوری پزشکی پشتیبانی می‌کند و کارایی و اثربخشی درمان‌های پزشکی را می‌افزاید.
مزیت اصلی قالب‌گیری ریزمقیاس در دقت آن نهفته است. این روش برای تولید وسایل پزشکی مانند ثابت سازها(stents)، ميزآب ها (catheters) و حسگرهای پوشیدنی که باید نه تنها الزامات ابعادی خاص، بلکه استانداردهای بهداشتی و ایمنی دقیق را نیز رعایت کنند، ضروری است. قالب‌گیری ریزمقیاس تولید قطعات با نوسانات بسیار اندک، اغلب در محدوده‌ی چند میکرومتر را به‌صورت تکرارپذیر ممکن می‌کند. اهمیت این موضوع زمانی برجسته می‌شود که تقاضا برای نرخ‌های خرابی صفر در کاربردهای حیاتی ایمنی وجود دارد. علاوه بر این، مقیاس‌پذیری نقش مهمی در پذیرش گسترده‌ی قالب‌گیری ریزمقیاس برای کاربردهای پزشکی ایفا می‌کند. هنگامی که یک قالب به طور دقیق مهندسی شود، تولیدکنندگان می‌توانند به سرعت تعداد زیادی از اجزا را تولید کنند. افزایش تولید به این معنی است که قطعات را می‌توان با شمار هزاران یا میلیون‌ها تولید کرد که توزیع سریع را آسان می‌کند و هزینه‌ی هر واحد را می‌کاهد. چنین مقیاس‌پذیری به ویژه برای تولید اقلام با حجم بالا مانند نوارهای آزمون تشخیصی پزشکی که به کیفیت و قابلیت اطمینان ثابت نیاز دارند، سودمند است.
مزیت دیگر امکان سفارشی‌سازی گسترده‌ای است که قالب‌گیری ریزمقیاس آن را امکان‌پذیر می‌کند. این فرایند را می‌توان به خوبی تنظیم کرد تا هندسه‌های منحصر به فردی را متناسب با نیازهای پزشکی خاص ایجاد کند. این سطح از سفارشی‌سازی نه تنها در مورد شکل فیزیکی قطعات اعمال می‌شود، بلکه در انتخاب مواد مورد استفاده نیز وجود دارد و امکان تولید دستگاه‌هایی را فراهم می‌کند که الزامات دقیق انعطاف‌پذیری، زیست‌سازگاری یا زیست‌تخریب‌پذیری را برآورده می‌کنند. با ترکیب این راه‌حل‌های سفارشی شده با دقت و مقیاس پذیری در سطح میکرو، قالب‌گیری ریزمقیاس به عنوان یک فناوری دگرگون کننده در زمینه‌ی زیست‌پزشکی، حمایت از نوآوری‌ها و بهبود مراقبت از بیمار برجسته می‌شود.
1-1- تاثیر بر مراقبت از بیمار
کوچک سازی وسایل پزشکی از طریق استفاده از قالب‌گیری ریزمقیاس مراقبت از بیمار را متحول می‌کند. روش‌های درمانی با کاهش اندازه‌ی این وسایل، کم‌تر تهاجمی و راحت‌تر می‌شوند و راحتی بیمار افزایش می‌یابد و به تسریع در زمان بهبودی کمک می‌کنند و در عین حال خطر عوارض بعد از عمل را به حداقل می‌رسانند. برای مثال، کاشتینه‌های کوچک‌تر را می‌توان از طریق برش‌های کم‌تر در محل مورد نظر در بدن، قرار داد و آسیب بافتی را به حداقل رساند و باعث بهبود سریع‌تر شد. علاوه بر این، قالب‌گیری ریزمقیاس امکان ادغام یکپارچه‌ی قطعات برقی پیچیده را در دستگاه‌های پزشکی فراهم می‌کند. این پیشرفت نویددهنده‌ی عصر جدیدی در پزشکی تخصصی است، که در آن دستگاه ها نه تنها قادر به انجام کارهای غیرفعال هستند، بلکه می توانند به طور فعال علائم حیاتی را نظارت کنند، دارورسانی کنند و به صورت پویا عملیات خود را بر اساس تغییرات زمان واقعی در وضعیت بیمار تنظیم کنند. این قابلیت می‌تواند به درمان‌ها و مداخلات کاملا فردی منجر شود و نتایج پزشکی و رفاه بیمار را بهبود بخشد.
2-1- روش‌ها و نوآوری‌ها
شرکت‌هایی مانند Accumold مبتکران پیشرو در زمینه‌ی قالب‌گیری ریزمقیاس هستند و به طور مداوم محدودیت‌های آنچه را که می‌توان در تولید قطعات کوچک و دقیق به دست آورد، بالا می‌برند. Accumold در ایجاد قطعات پلاستیکی ریزمقیاس قالب‌گیری شده که در بخش‌های حیاتی مختلف مانند پزشکی استفاده می‌شوند، برتری دارد. این شرکت از روش‌های قالب‌گیری ریزمقیاس اختصاصی برای تولید قطعاتی استفاده می‌کند که نه تنها کوچک‌تر از یک دانه‌ی شن‌اند، بلکه دارای پیچیدگی‌هایی هستند که عرض آن‌ها فقط چند میکرومتر است.Accumold اعلام کرده است که راهی برای قالب‌گیری ریزمقیاس ني آب‌های جداره نازک در حجم های بسیار بالا پیدا کرده است. قالب‌گیری ریزمقیاس تزریقی، ایجاد طرح‌های ني آب (cannula) پیچیده و سازگار با کنترل دقیق ضخامت جداره را امکان‌پذیر می‌سازد. با تولید کل ني آب در یک قالب، افزایش قابلیت اطمینان محصول و کاهش خطر نقص، نیاز به مراحل جداگانه رانشگری، نوک‌گیری (tipping) و چسباندن (fluing) را از بین میبرد. این رویکرد نه تنها کیفیت و قابلیت اطمینان ني آب ها را بهبود می‌بخشد، بلکه راه‌حلی مقیاس پذیرتر و مقرون به صرفه‌تر برای برآوردن نیازهای تولید با حجم بالا در صنعت پزشکی ارائه می‌دهد. ني آب‌های قالب‌گیری ریزمقیاس در حجمی با قطر خارجی 035/0 اینچ (889/0 میلی‌متر)، قطر داخلی 027/0 اینچ (6858/0 میلی‌متر) و ضخامت جداره 004/0 اینچ (1016/0میلی‌متر) در Accumold ساخته می‌شوند.
3-1- جهت‌گیری‌ها و فناوری‌های آینده
آینده‌ی قالب‌گیری ریزمقیاس در کاربردهای زیست پزشکی بسیار امیدوارکننده به نظر می‌رسد، با چندین جهت نوآورانه که می‌تواند بر درمان های پزشکی و مراقبت از بیمار تاثیر بگذارد. یکی از زمینه‌های کلیدی مورد توجه، استفاده از بسپارهای زیست‌تخریب‌پذیر است که در حال حاضر در حوزه‌ی تجهیزات پزشکی کاشتنی مورد استفاده قرار می‌گیرند ولی در شرف ایجاد یک انقلاب هستند. از این بسپارها می توان برای ایجاد کاشتینه‌ها یا داربست‌های موقتی استفاده کرد که پس از رسیدن به هدف خود به طور طبیعی در بدن حل و جذب می‌شوند. این قابلیت به طور موثری نیاز به عمل جراحی بعدی برای برداشتن کاشتینه‌ها را از بین میبرد و در نتیجه خطرات کلی و ناراحتی بیماران را می‌کاهد.
2- نقش محوری ني آب‌های نازک‌جدار در دستگاه‌های پوشیدنی دیابت نوین
ني آب‌های نازک‌جدار در دستگاه‌های پوشیدنی دیابت نوین به‌دلیل قابلیت آن‌ها در رساندن انسولین یا سایر داروها با حداقل ناراحتی و دقت بالا بسیار حیاتی هستند. این دستگاه‌ها به اجزایی نیاز دارند که کوچک و در عین حال کارآمد باشند تا اطمینان حاصل شود که بیمار راحتی را تجربه می‌کند. ني آب‌های نازک‌جدار تجربه‌ای کم‌تر تهاجمی فراهم می‌کنند و درد و تحریک را در حین وارد کردن و هم‌چنین در حین استفاده می‌کاهند. این ویژگی آن‌ها را برای استفاده‌ی پیوسته یا مکرر ایده‌آل می‌سازد. طراحی ریزمقیاس آن‌ها هم‌چنین به حفظ جمع‌وجور بودن دستگاه‌های پوشیدنی کمک می‌کند که برای راحتی و عدم جلب‌توجه کاربر ضروری است.
ني آب‌های نازک‌جدار هم‌چنین دقت و قابلیت اطمینان دارورسانی را می‌افزایند. دقت در تولید آن‌ها اطمینان ایجاد می‌کند که اندازه‌ها ثابت باقی می‌ماند و این امر برای دوز دقیق و حفظ اثربخشی درمان بسیار حائز اهمیت است. این قابلیت اطمینان بهویژه در مدیریت شرایط مزمن مانند دیابت مهم است. در چنین شرایطی تجویز دقیق دارو به‌طور مستقیم بر نتایج سلامت فرد تاثیر می‌گذارد. نوآوری در روش‌های قالب‌گیری ریزمقیاس برای تولید این ني آب‌ها، که توسط Accumold توسعه یافته است، محدودیت‌های فرایندهای سنتی رانشگری را (که اغلب به فرایندهای ثانویه مانند نوک‌گیری (tipping) و حتی چسباندن (fluing) نیاز دارد که هزینه‌ها و احتمال شکست را می‌افزاید) برطرف می‌کند و به بهبود عملکرد و پذیرش گسترده‌تر راه‌حل‌های پیشرفته یمدیریت دیابت پوشیدنی منجر می‌شود.
3- تمرکز بر پدیدآوردن روشی جدید برای قالب‌گیری ریزمقیاس ني آب‌های نازک‌جدار، به‌خصوص برای دستگاه‌های پوشیدنی دیابت
Accumold زمانی که یک مشتری با چالشی خاص به آن‌ها مراجعه کرد — شکل‌دهی محصولی با جداری به شکل اف الهام گرفت تا یک روش جدید برای قالب‌گیری ریزمقیاس ني آب‌های نازک‌جدار پدید آورد. گروه Accumold با تشخیص اینکه این درخواست به‌خوبی با توانمندی‌های بنیادی شرکت هم‌راستا بود، فرصتی برای بهره‌گیری از تخصص خود در قالب‌گیری دقیق مشاهده کرد. این درک، تلاش مشترکی را برای کشف راه‌حل‌های نوآورانه به وجود آورد و از تجربه‌ی زیاد و قابلیت‌های پیشرفته‌ی شرکت در قالب‌گیری ریزمقیاس بهره برد تا نیازهای منحصر به فرد مشتری را برآورده کند.
برگرداننده: مهندس مهتاب قاسمی تودشکچوئی
[email protected]
(ادامه دارد …)
متن کامل این مقاله را در شماره 272 ماهنامه بسپار که در نیمه خردادماه 1404 منتشر شده است، می خوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه و فیدیبو قابل دسترسی است.
